测量第3章教案3

12/13/20191一、经纬仪轴线应满足的条件(l)水准管轴垂直于竖轴LL⊥VV(2)十字竖丝垂直于横轴竖丝⊥HH(3)视准轴垂直于横轴CC⊥HH(4)横轴垂直于竖轴HH⊥VV(5)竖盘指标差在规定限差范围内(6)光学对点器的光学垂线应与竖轴重合。第五节经纬仪的检验与校正12/13/20192二、检验与校正（一）水准管轴垂直于竖轴的检验与校正1、检验①仪器粗平：圆水准器气泡居中。②水准管平行某两个脚螺旋，使水准管气泡居中。③照准部旋转180°，若气泡仍居中，则满足要求，若气泡偏离，则需校正。12/13/201932、校正①用水准管校正螺旋调一半；②用脚螺旋调一半。此项检校需反复进行，直至仪器旋转到任意方向气泡都居中。校正螺丝水准管轴的检验12/13/20194（二）十字丝竖丝的检验校正1、检验①仪器整平②竖丝瞄准大致水平方向的P点，竖直方向移动望远镜，看P点是否在竖丝上移动2、校正①用十字丝的交点瞄准P点。②旋下目镜处的护盖，松开十字丝的四个压环螺丝，转动十字丝环，直至望远镜上下移动时，P点始终沿竖丝移动。竖丝的检验12/13/20195（三）视准轴的检校（1）检验：在平坦地面上选择一直线AB，约100m，在AB中点O架仪器，并在B点垂直横置一mm分划小尺。盘左瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B1；再用盘右瞄准A，倒镜在B点小尺上读取B2。OBBBc421视准轴误差：J6：c60；J2：c30时，则需校正。12/13/20196(2)、校正①在标尺上定出B1、B2两点连线的中点B；②定出B、B2两点连线的中点B3；③调节十字丝左右校正螺丝，先松一个再紧一个，使十字丝交点由B2移至B3；B3视准轴的检验12/13/20197（四）横轴的检验与校正（1）检验：在20~30m处的墙上选一仰角大于30°的目标点P，先用盘左瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P1点；再用盘右瞄准P点，放平望远镜，在墙上定出P2点。tgDPPi221有：J6：i60，则需校正。12/13/20198（2）校正：方法：用十字丝交点瞄准P1、P2的中点ＰＭ，抬高望远镜，并打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的偏心轴环，抬高或降低横轴一端，直至交点瞄准P点。此项校正一般由仪器检修人员进行。横轴的检验12/13/20199（五）指标差的检校与校正(1)检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计算指标差x=(L+R-360°)/2。J6：|x|60时，要进行校正。(2)校正：用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（R-x）位置，再用拨针使指标气泡居中。竖盘指标的检验12/13/2019101、检验①安置仪器精确整平，在仪器正下方放一白色纸板；②将对点器中心投影到纸板上，并做标志P1；③旋转照准部180˚，将对中器中心投影到纸板上，并做标志P2；若P1、P2重合，满足要求，否则需校正。2、校正①取P1、P2的中点P；②调节对中器校正螺丝，使对中器中心投影与P重合。P1P2P（六）光学对中器的检校与校正12/13/201911第六节角度测量误差及注意事项影响角度测量的误差主要来自仪器误差、观测误差和外界条件的影响三个方面。一、仪器误差1、视准轴误差横轴12/13/201912由于xc和c的角都很小，所以左边公式又可写成xc=csecα横轴12/13/201913盘左、盘右观测取其平均值，可以消除视准轴误差的影响。式xc=csecα说明，竖直角α越大，视准轴误差对水平度盘读数的影响越大，所以在山区使用仪器前更应特别注意消除视准轴误差。横轴12/13/201914iH1H1H2H2ONN1iiVV∠AOA1=αxiA1A横轴正确位置竖轴A1为A在过ON1的水平面上的投影，α为OA方向的竖直角，xi为横轴误差i对水平度盘读数的影响。由下图可知:111111sintansintantantaniiNAOAxAAiAAxiiOA由于x和i的角值很小，所以左式又可写成xiitanα2、横轴误差12/13/201915盘左盘右观测取水平方向平均时，可抵消横轴误差的影响。式xi=itanα说明，竖直角α越大，横轴误差对水平度盘读数的影响就越大。当视线水平时，α=0，则xi=0，横轴误差对水平度盘读数无影响。iH1H1H2H2ONN1iiVV∠AOA1=αxiA1A横轴正确位置竖轴12/13/2019163、竖轴误差竖轴不平行垂线而形成的误差。如下图，OV是垂线，OV′是出现偏差的竖轴，OV与OV′的夹角δ就是竖轴误差。根据推证，竖轴误差δ引起的测角误差可表示为：HHOV'δVV式中α是观测目标的竖直角，β是以HH为零位置到观测目标的水平角。xδ=δcosβtanα12/13/2019174、照准部偏心差取盘左、盘右观测值的平均值便可以消除照准部偏心差的影响。xδ=δcosβtanα不能指望通过盘左、盘右观测抵消xδ的影响。解决的办法：严格整平仪器，特别在测回之间发现水准气泡偏离一定的限差，必须重新整平。12/13/2019185、竖盘指标差竖盘指标差是指竖盘指标线处于不正确位置引起。在观测竖直角时，应调节竖盘指标水准管，使气泡居中。竖直度盘指标差可以通过盘左、盘右观测取平均值的方法来消除指标差对竖直角观测的影响。6、度盘分划误差度盘分划误差属于仪器制作不完善而引起的误差，现代精密光学经纬仪的度盘分划误差一般在1~2″。在工作中要求多测回观测时，各测回配置不同的度盘位置，其观测结果可以削弱度盘分划误差的影响。12/13/201919.仪器误差总结主要包括仪器检校后的残余误差和仪器制造、加工不完善所引起的误差。1、视准轴误差（2c值，盘左、盘右取平均可消除）2、横轴倾斜误差（i角，盘左、盘右取平均可消除）3、竖轴倾斜误差（盘左、盘右取平均不可消除，精确整平可减弱）4、照准部偏心差（照准部旋转中心与水平度盘分划中心不重合，盘左、盘右取平均可消除）5、竖盘指标差(盘左、盘右取平均可消除)6、度盘分划误差（度盘刻划不均匀，测回间变换度盘可减弱）12/13/201920二、观测误差１、对中误差设B为测站点，实际对中时对到了B’点，偏距为e，设BB’与Ａ方向的水平夹角为θ，B点的正确水平角为β，实际观测到的水平角为β，则对中误差对水平角观测的影响为•设e=3mm，q＝90°，b′180°d1＝d2=100m，则″＝12″)11(''''90,180'))'sin(sin(''''''''21max2121DDeDDeqbqbq取得最大值为时，当•对中误差边长愈短，影响越大。12/13/201921２、目标偏心差目标偏心差指照准点上所设立的目标（花杆、测钎等）与地面点的标志中心不在同一铅垂线上所引起的水平方向观测误差。dOB`xBeAlαsin''''elxdd设观测时瞄在花杆离地面2m处，花杆倾斜30′，边长为100m，经计算得x=36″12/13/201922目标倾斜越大，瞄准部位越高，目标的偏心就越大，对测角的影响就越大，因此在观测时应尽量瞄准花杆的底部，花杆也要尽量竖直。由公式知目标偏心对测角的影响与边长成反比，所以在边长较短时，更应注意目标偏心问题。3、瞄准误差瞄准误差同人眼的分辨角P及望远镜的放大倍率V可用关系式表达为：m=P/V当P=10″~60″时，V=25~30，则瞄准误差m=0.5″~2.4″之间。因此，做好对光和瞄准工作，是减少瞄准误差影响的基本方法。12/13/201923•4、读数误差•读数装置的质量、照明度以及读数判断准确性等，是产生读数误差的原因。•对于J6级光学级纬仪，读数误差应不超过6″，而DJ2级经纬仪的读数误差最大2″~3″。•一般来说，增加读数次数可以减少读数误差的影响，如对径符合测微的读数，采用两次读数法可削弱读数误差的影响。12/13/201924观测误差总结1、仪器对中误差（与偏心距成正比，与视线边长成反比，当水平角接近180˚时影响最大；精确对中可减弱）2、目标偏心差（与偏心距成正比，与视线边长成反比；瞄准目标底部可减弱）3、照准误差（消除视差，精确瞄准）4、读数误差（消除视差，认真读数）12/13/201925三、外界环境的影响:消除减少误差方法：•1)认真安置仪器，对中准确。•2)多测回测量。•3)盘左盘右观测。•4)精确整平仪器。一测回不平重测。•5)看清目标，瞄准准确，认真读数。•6)好天气，避烈日。•7)认真设点位，目标好。大气密度、大气透明度的影响；地形起伏、土质松软、大气折光的影响；温度湿度对仪器的影响等。12/13/201926第七节电子经纬仪12/13/20192712/13/20192812/13/201929电经的优点——电经与光经的比较结构简单结结复杂防雨防尘怕尘不防雨12/13/201930读数容易使用方便读数人为误差大操作不够方便12/13/201931特点：自动读数、记录、计算。电子经纬仪显示屏及操作键盘12/13/201932电子经纬仪与光学经纬仪相比较，主要差别在读数系统，其他如照准、对中、整平等装置是相同的。一、电子经纬仪的读数系统电子经纬仪采用自动读数系统，它采用光电扫描和电子元件进行自动读数和液晶显示。目前最高精度的电子经纬仪可显示到0.1″，测角精度可达0.5″。二、电子经纬仪的特点•1)读数在屏幕上自动显示，角度计量单位(360°六十进制、360°十进制等方式)可自动换算。•2)竖盘指标差及竖轴的倾斜误差可自动修正。•3)有与测距仪和电子手簿连接的接口。12/13/201933•4)可根据指令对仪器的竖盘指标差及轴系关系进行自动检测。•5)如果电池用完或操作错误，可自动显示错误信息。•6)可单次测量，也可跟踪动态目标连续测量。•7)有的仪器可预置工作时间，到规定时间，则自动停机。•8)根据指令，可选择不同的最小角度单位。•9)可自动计算盘左、盘右的平均值及标准偏差。•10)有的仪器内置驱动马达及CCD系统，可自动搜寻目标。12/13/20193412/13/20193512/13/201936三、电子经纬仪的测角原理•电子经纬仪的度盘主要有三种形式：编码度盘、光栅度盘和动态测角度盘。光栅度盘12/13/20193712/13/20193812/13/201939南方测绘ET-02电子经纬仪水平光栅度盘12/13/201940第八节激光经纬仪激光经纬仪主要用于准直测量准直测量就是定出一条标准的直线，作为土建安装等施工放样的基准线。J2-JDB激光经纬仪12/13/201941激光经纬仪在经纬仪上安装激光装置，使视准轴射出一条可见光。12/13/201942激光器激光束弯管目镜